? ? ? ?在上一篇文章鏡頭耀斑光測(cè)試中，我們講述了一些關(guān)于動(dòng)態(tài)范圍DIR與光耀斑的內(nèi)容，本文繼續(xù)以一些更為詳盡的數(shù)據(jù)，來了解一些鏡頭耀斑光測(cè)試。我們先以高質(zhì)量的相機(jī)拍攝的圖像得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行說明，然后再配以低質(zhì)量的相機(jī)拍攝到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，從而得出一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
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測(cè)試使用的圓形測(cè)試圖
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? ? ? ?由IMATST推薦的用于測(cè)量DR的測(cè)試圖是具有（近似）圓形貼片配置的透射式圖，即那些不是線性的（如前面內(nèi)容中所示的木塔圖表）。右邊所示的兩層或三層HDR圖有多種版本。由于照相底片圖表不是用一致的貼片密度制作的，因此使用這些圖表時(shí)需要參考文件。對(duì)于高質(zhì)量攝像機(jī)我們分析的大多數(shù)dr圖像，都是來自于單反相機(jī)或無鏡相機(jī)，它們的閃光燈相對(duì)較低。而具有強(qiáng)烈耀斑的圖像大多數(shù)來自劣質(zhì)相機(jī)。我們還沒有確定為什么耀斑光會(huì)更差；原因可能是由于多元透鏡的涂層質(zhì)量差或透鏡筒中的擋板少。以下是高質(zhì)量相機(jī)的結(jié)果示例。
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來自消費(fèi)級(jí)（佳能75-300毫米）鏡頭的JPEG圖像結(jié)果

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? ? ? ?這四張圖片分別用于48位raw（或從raw派生的tiff）和24位jpeg文件，這些文件是用兩種截然不同的鏡頭在索尼a7rii相機(jī)上拍攝的：消費(fèi)級(jí)佳能EF 75-300毫米F/4-5.6鏡頭（原版）設(shè)置為80毫米F/5.6。這個(gè)鏡頭有10組15個(gè)元素。非常高質(zhì)量的佳能TS-E 90mm f/2.8（傾斜/移位）鏡頭設(shè)置為f/5.6。由于這種透鏡有5組6個(gè)元件，所以它的閃光強(qiáng)度預(yù)計(jì)低于75-300。請(qǐng)注意，兩個(gè)最暗的斑點(diǎn)（35和36）的結(jié)果不在繪圖范圍內(nèi)，因?yàn)樗鼈兊拿芏龋?.184和8.747，相當(dāng)于163.7和174.5dB）超出了繪圖的160 dB限制。160分貝相當(dāng)于1億：1的比率——遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了任何在傳感器前面有鏡頭的攝像系統(tǒng)的能力。

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? ? ? ?如同我們預(yù)期的那樣，90mmt/s鏡頭具有明顯更好的dr，而jpeg文件具有更多的響應(yīng)“肩部”（圖像較輕部分中減小的斜率區(qū)域）。但jpeg圖像的動(dòng)態(tài)范圍與原始圖像相當(dāng)，這顯然是因?yàn)間amma編碼減少了明亮區(qū)域的像素級(jí)數(shù)量，增加了黑暗區(qū)域的像素級(jí)數(shù)量，使dr超出了線性8位（256級(jí)）文件的預(yù)期。請(qǐng)注意，在上面四幅圖像中的三幅中，低質(zhì)量的動(dòng)態(tài)范圍低于“坡度”的動(dòng)態(tài)范圍，而在其余圖像中，它們非常接近。我們不建議單獨(dú)使用基于斜率的dr（因?yàn)樗ǔ＿h(yuǎn)遠(yuǎn)超出snr=0db（信號(hào)/噪聲=1）的區(qū)域，也就是說，它包括了snr差導(dǎo)致噪聲完全掩蓋圖像細(xì)節(jié)的區(qū)域。

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? ? ? ?低成本“黑匣子”相機(jī)與我們最近收到的低成本“黑匣子”相機(jī)的圖像相比，這兩個(gè)鏡頭（中等質(zhì)量和高質(zhì)量）的dr之間的差異似乎很小。
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低成本“黑匣子”相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍結(jié)果

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? ? ? ?低質(zhì)量（snr=0db，標(biāo)記為low--）動(dòng)態(tài)范圍的測(cè)量值為148db。但是斜率的動(dòng)態(tài)范圍是66db，遠(yuǎn)低于基于質(zhì)量的dr測(cè)量（也低于基于斜率的90mmt/s鏡頭的dr）。請(qǐng)注意，這兩個(gè)最暗的斑點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)在該圖上，因?yàn)樗鼈兊拿芏龋?.184和8.747）超出了該圖的160dB限制。（160分貝的范圍是1億到1：比任何傳感器或相機(jī)的預(yù)期都要大——或者換個(gè)說法，如果一個(gè)光子到達(dá)最暗的區(qū)域，最亮的區(qū)域就會(huì)點(diǎn)燃圖表或傳感器）。為了觀察高質(zhì)量相機(jī)拍攝的圖像的黑暗部分，顯示額外的（x-）或xx亮度以使較暗的區(qū)域中的細(xì)節(jié)可見，將它們與低成本相機(jī)中的可比區(qū)域進(jìn)行比較。

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來自佳能75-300毫米（消費(fèi)級(jí)）X光鏡頭的原始（TIFF）圖像暗區(qū)

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? ? ? ?6元素（5組）90mm鏡頭的原始圖像在第7行（從底部第2個(gè)；面片27-32）中顯示不同的亮度降低區(qū)域，并且在底部行中仍然顯示不同的區(qū)域，盡管亮度不再降低。在補(bǔ)丁30中可以看到反射（可能來自鏡頭）。90mm鏡頭的jpeg圖像噪聲更大。有些可能是量化噪聲，因?yàn)閖peg只有256個(gè)級(jí)別（0-255）。來自15個(gè)元素（10組）75-300毫米鏡頭的圖像肯定顯示出更多的耀斑跡象?，F(xiàn)在，將這些結(jié)果與低成本“黑匣子”相機(jī)的圖像進(jìn)行比較，特別是對(duì)于90毫米T/S鏡頭（左縮略圖）的原始圖像。
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?低成本“黑匣子”照相機(jī)的JPEG圖像暗區(qū)，X光

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? ? ? ?底部?jī)尚兄锌床坏矫嫫?xì)節(jié)（面片27-36）。在每一行中，像素級(jí)別不是從左到右遞減，而是從上到下遞減，在下兩行中保持相對(duì)恒定，帶狀（255個(gè)級(jí)別的結(jié)果）清晰可見。這顯然是信號(hào)燈，不是測(cè)試圖上的信號(hào)。不幸的是這些行的信噪比相當(dāng)好，因?yàn)閕matest消除了噪聲計(jì)算中光照不均勻的影響。（設(shè)置可以將其關(guān)閉，但我們通常建議將其保持為打開狀態(tài)，以便在實(shí)際照明不均勻的情況下獲得更好的效果）。但這個(gè)信號(hào)是人造的，不是真的。這使我們得出一個(gè)不可回避的結(jié)論：低成本“黑匣子”相機(jī)基于質(zhì)量的動(dòng)態(tài)范圍結(jié)果是不正確的，我們需要檢測(cè)出光斑覆蓋圖表圖像信號(hào)的斑塊，并將其排除在dr計(jì)算之外。

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? ? ? ?對(duì)于具有圓形配置的動(dòng)態(tài)范圍測(cè)試圖（如上面所示的36塊dr圖）來說并不困難（對(duì)于線性圖表來說比較困難）。由于面片排列，當(dāng)光斑控制場(chǎng)景時(shí)，面片級(jí)別停止降低。在上面的例子中，這在下面兩行中是清晰可見的，在這兩行中，圖像從上到下變得更暗-垂直于補(bǔ)丁序列。當(dāng)斑塊亮度停止下降時(shí)，我們可以確信耀斑光占主導(dǎo)地位，也就是說，我們?cè)跀z像機(jī)動(dòng)態(tài)范圍之外。這種情況適用于超出基于坡度的動(dòng)態(tài)范圍的面片。

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? ? ? ?出于這個(gè)原因，將基于質(zhì)量的動(dòng)態(tài)范圍測(cè)量限制到基于斜率的DR（最大值）是有意義的。在IMATEST 5.2中，“選項(xiàng)II”窗口（從IMATEST主窗口右下角的按鈕訪問）提供是否將基于質(zhì)量的動(dòng)態(tài)范圍限制為基于坡度的DR的選項(xiàng)。選中此框時(shí)，限制將顯示在結(jié)果顯示中。

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低成本“黑匣子”相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍結(jié)果，基于質(zhì)量的動(dòng)態(tài)范圍受基于坡度的dr限制

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? ? ? ?總結(jié)：閃光不是我們過去測(cè)試過的高質(zhì)量DSLR/Mirrorless鏡頭的問題，但它已經(jīng)成為限制最近用于汽車或安全行業(yè)的低成本鏡頭性能的一個(gè)主要因素。我們已經(jīng)看到了一些例子，說明了耀斑光如何改善傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍測(cè)量，同時(shí)降低實(shí)際相機(jī)的dr。

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? ? ? ?我們解決此問題的方法是將基于質(zhì)量的動(dòng)態(tài)范圍測(cè)量（高質(zhì)量的SNR≥20dB，低質(zhì)量的SNR≥0dB的密度范圍）限制為基于斜率的DR。這一方法有效，因?yàn)閷?duì)于超出基于斜率的限制的補(bǔ)?。ㄆ渲袑?duì)數(shù)像素級(jí)與對(duì)數(shù)曝光的斜率低于最大斜率）對(duì)比度太低，圖像特征無法清晰可見，或信號(hào)主要由耀斑光控制，耀斑光從測(cè)試圖中清除真實(shí)信號(hào)，即“信號(hào)”是一個(gè)偽影，而不是真實(shí)的信號(hào)。以這種方式限制基于質(zhì)量的dr可以顯著提高測(cè)量精度，也許更重要的是，這有助于防止劣質(zhì)、低質(zhì)量的透鏡被用于對(duì)汽車安全或安保至關(guān)重要的應(yīng)用。我們iseetest是圖像測(cè)試卡嘗試，可以支持各類圖像測(cè)試卡的定制，以及攝像頭測(cè)試分析軟件配套的解決方案，詳情請(qǐng)聯(lián)系我們的客服。